201895. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagyszilárdságú tűzálló anyag előállítására hőtechnikai berendezések falazatához
1 HU 201895 B 2 Ahol is az üveges fázis megjelölés jelen találmány keretei között röntgenamorf szerkezeti felépítésre utal, és a kristályos szerkezettől való megkülönböztetésre szolgál, magába foglalja tipikusan az olvasztott kőzetek hirtelen lehűtésénél keletkező struktúrákat (kőzetgyapot) is, és nem korlátozódik az egyébként röntgenamorf szerkezetű) üvegek mint anyagféleségek megjelölésére. Felületaktív anyagok pedig a fajlagosan nagy felületű, tehát finomra őrölt anyagok tipikusan 5xl0"8-2xl0‘6 m szemcsemérettel. A fenti felismerés alapján jelen találmány szerint nagy szilárdságú tűzálló anyagot úgy állítunk elő, hogy az üveges fázist tartalmazó anyagot bekeverés előtt átkristályosodása határáig hőkezeljük és ehhez keverjük hozzá a felületaktív anyagokat, az így előállított keveréket homogenizáljuk, majd ezt követően adjuk hozzá a külön összekevert tűzálló szemcséket és kötőanyagokat. A későbbi kötőkristályképződéshez előnyös, ha üveges fázist tartalmazó adaléknak az üzemi hőmérsékletnél alacsonyabb olvadáspontú szálasanyagot tipikusan ásványgyapotot választunk. A homogén eloszlás érdekében előnyös, ha az üveges fázist tartalmazó hőkezelt anyagból és felületaktív anyagból álló keverékhez, a tűzálló szemcsékből és kötőanyagokból álló keverék hozzáadását megelőzően, habokat, vagy habképző anyagokat keverünk. A találmány szerinti készített tűzálló masszák, illetve az ebből készült szerkezetek, és kerámiák a kitűzött célnak megfelelnek az ismert eljárásokkal készült termékekhez képest tűzállóságuk, szilárdságuk egyaránt magas, a hőkezelésre érzéketlenek színtereződési képességük jó és mindemellett hőszigetelő képeségük is magasabb. A találmány szerinti eljárás az ismeretekhez képest több nem várt előnyös hatással is jár. Ilyen előnyös hatás, hogy a magas tűzállóságú összetevőkhöz üveges fázisú anyagként az üzemi hőmérsékletnél alacsonyabb olvadáspontú szálat adagolva, ezek a szálak a hőkezelés során üregeket hagyva maguk után elüvegtelenednek, és az üregek falán szilárd, rugalmas kristályos szerkezetű réteget képeznek, miáltal a késztermék kötésszilárdsága és rugalmassága is emelkedik. A létrejövő kötőkristályok olvadáspontja pedig olyan magas lesz, hogy ez nem rontja a termék tűzállóságát. Az üregek valamint az üveges fázis átalakulása pedig a nedvességleadást is segítik a hőkezelés során amellett, hogy a hőszigetelő képességet is javítják. A találmányt részletesebben az alábbiakban példákon mutatjuk be. Az 1. példa: tűzálló anyag, nyesedékégető gőzkazán falazatához. A 2. példa: tűzálló anyag, rézolvasztó csatornás indukciós kemencéhez. A 3. példa: tűzálló anyag, földgáztüzelésű égetőkemence égőkövéhez. 1. példa A nyesedékégető gőzkazán tűzálló falazatának kialakításához az alábbi anyagösszetételt használtuk: Tűzálló szemcse: olvasztott korund 1-7 10'3 m szemcsemérettel 77% Kötőanyag: tűzálló aluminát cement 13% Felületaktív anyag szuperőrölt alumíniumoxid l,6xl0’6 m átlagos szemcsemérettel 7% Üveges fázist tartalmazó anyag boroszilikát üvegőrlemény lO"4 m átlagos szemcsemérettel 3% A fenti anyagokból homogén keveréket készítünk, olymódon, hogy az üvegőrleményt 600 K°-on 6 órán át hőn tartva hőkezeltük és a felületaktív anyagokat 330K° hőmérsékleten szárítottuk, majd ugyanezen a hőmérsékleten az üveges fázisú adalékhoz kevertük. Ezzel párhuzamosan az olvasztott korundszemcsét bolygó homogenizálóba helyeztük, majd keverés közben a tűzálló cementet fokozatosan hozzáadunk 15 perc keverési idő után elértük azt, hogy a korundszemcsék felületét egyenletesen bevonta a kötőanyag majd ezt a keveréket folyamatos adagolással az üveges fázist tartalmazó anyagból és a felületaktív anyagból álló keverékhez adagolva 13% víz hozzáadásával homogenizáltuk, így képlékeny, döngölhető betont készítettünk, melyet nyesedékégető kazán oldalfalába és füstgázterelő boltozatába, fasablon felhasználásával beépítettünk. A berendezéshez mintegy 3,5 t anyagot használtunk fel. A falazat megkötése után a berendezéshez kíméletes terhelés mellett kezdtük üzemeltetni, hogy a falazat tökéletes szárítását elérjük, ezt követően tartós terhelés mellett üzemelt a kazán mintegy 6 hónapon keresztül. A kísérleti kazán üzemeltetésével egyidőben egy hagyományos korundmassza alapú tűzálló betonból kialakítottunk egy teljesen azonos típusú berendezést. A két berendezést közel azonos üzemidő után összehasonlítva az alábbiakat tapasztaltuk: Hagyományos falazatú Eljárásunk alapján gyárnyesedékégető kazán tott tűzálló falazatból kialakított kazán Üzemi tűztér hőmérséklete: 1480 °C 1480 °C Üzemóra: 4120 4208 Gőztermelés 12 t/h 12 t/h Nyesedék-salak kálium tartalom: 12,8% 12,9% Falazatból vett mint hidegnyomó szilárdsága- üzemelés előtt 1860 1890- üzemelés után 650 1930 (N/cm1 2) boltozatból vett minta hidegnyomószijárdsága- Üzemelés előtt 1840 1900 (N/cm2)- üzemelés után 510 2570 (N/cm2) salakzónába az elhasználódás mértéke átlagosan (10"2 m) 5,8 2,1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
